Kubernetes - Úvod do sveta orchestrácie kontajnerov
V dnešnom digitálnom svete je dôležitejšie ako kedykoľvek predtým vyvíjať a prevádzkovať efektívne a škálovateľné aplikácie. Zavedenie kontajnerových technológií, ako je Docker, zásadne zmenilo spôsob vývoja a nasadzovania softvéru. Kubernetes je jednou z takýchto technológií, ktorá naplno využíva potenciál kontajnerov a stanovuje nové štandardy z hľadiska orchestrácie a správy aplikácií. V tomto úvode by sme vám chceli poskytnúť prehľad o technológii Kubernetes, jej funkciách a možnostiach využitia.
Čo je Kubernetes?
Kubernetes, často skrátene označovaný jednoducho ako "k8s", je open source systém na orchestráciu kontajnerov, ktorý pôvodne vyvinula spoločnosť Google a v roku 2014 ho odovzdala organizácii Cloud Native Computing Foundation (CNCF). Kubernetes umožňuje vývojárom a prevádzkovateľom balíčkovať aplikácie do kontajnerov a tieto kontajnery efektívne spravovať na rôznych infraštruktúrach.
Hlavnými úlohami systému Kubernetes sú:
- Automatizácia nasadzovania kontajnerov
- Škálovanie a správa kontajnerových pracovných záťaží
- Optimalizácia využívania zdrojov
- Automatické prepínanie a zotavenie po poruche
- Zisťovanie služieb a vyrovnávanie záťaže
Prečo Kubernetes?
Prečo Kubernetes?
Kubernetes sa vďaka svojej flexibilite, škálovateľnosti a spoľahlivosti stal de facto štandardom pre orchestráciu kontajnerov. Najdôležitejšie výhody systému Kubernetes sú:
Nezávislosť na platforme: Kubernetes možno spustiť u rôznych poskytovateľov cloudových služieb, vo vlastnom dátovom centre alebo dokonca na notebooku vývojára.
Škálovateľnosť: Kubernetes podporuje automatické škálovanie aplikácií na základe spotreby zdrojov alebo iných metrík.
Samoregenerácia: Kubernetes dokáže automaticky odhaliť a nahradiť chybné kontajnery, aby zabezpečil vysokú dostupnosť aplikácií.
Mikroslužby: Kubernetes je ideálny na správu architektúr mikroslužieb, pretože podporuje oddelenie aplikácií a ich rýchly vývoj a nasadenie.
Architektúra Kubernetes
Architektúra Kubernetes
Kubernetes organizuje infraštruktúru do logických jednotiek nazývaných klastre. Klaster sa skladá z jedného alebo viacerých uzlov, ktoré predstavujú fyzické alebo virtuálne stroje, na ktorých bežia kontajnery.
Hlavnými zložkami architektúry Kubernetes sú:
Riadiaca rovina: Riadiaca rovina systému Kubernetes pozostáva zo súboru procesov, ktoré sú zodpovedné za správu celého klastra. Patrí medzi ne server API, databáza etcd, správca kontrolérov a plánovač.
Uzly: Každý uzol je fyzický alebo virtuálny stroj, ktorý poskytuje prostredie pre beh kontajnerov. Na každom uzle je spustená služba Kubelet a bežiaci kontajner (napr. Docker) na správu a spúšťanie kontajnerov.
Pody: Kubernetes organizuje kontajnery do podov. Pod môže obsahovať jeden alebo viac úzko prepojených kontajnerov, ktoré zdieľajú zdroje a sieťové prostredie. Pody sú najmenšou a najjednoduchšou jednotkou v architektúre Kubernetes.
Služby: Služby sú abstrakčnou vrstvou nad podmi, ktorá poskytuje robustný sieťový prístup k aplikáciám bežiacim v podoch. Zabezpečujú vyrovnávanie záťaže, vyhľadávanie služieb a podporujú rôzne režimy prístupu, ako napríklad Cluster-IP, NodePort a LoadBalancer.
Používanie systému Kubernetes
Používanie systému Kubernetes
Kubernetes možno použiť v rôznych scenároch vrátane:
Vývoj a testovanie : Kubernetes umožňuje vývojárom vytvoriť lokálne vývojové prostredie, ktoré sa podobá produkčnému prostrediu, čo uľahčuje riešenie problémov a testovanie.
Kontinuálna integrácia/kontinuálne nasadenie (CI/CD): Kubernetes možno bez problémov integrovať do potrubí CI/CD a umožniť tak automatizované nasadzovanie, škálovanie a správu aplikácií.
Hybridné a multicloudové infraštruktúry: Kubernetes umožňuje organizáciám spravovať svoje aplikácie u rôznych poskytovateľov cloudových služieb a v lokálnych infraštruktúrach, čím sa zvyšuje flexibilita a odolnosť infraštruktúry.
Edge computing: Kubernetes sa dá použiť aj v scenároch edge computingu na poskytovanie aplikácií bližšie ku koncovým používateľom alebo zariadeniam a na zníženie latencie.
Ekosystém a rozšírenia Kubernetes
Ekosystém a rozšírenia Kubernetes
Ekosystém Kubernetes zahŕňa množstvo nástrojov, rozšírení a integrácií, ktoré uľahčujú a zdokonaľujú prácu s Kubernetes. Niektoré príklady sú:
Helm: správca balíkov pre Kubernetes, ktorý zjednodušuje nasadzovanie a správu aplikácií v Kubernetes.
Prometheus: nástroj na monitorovanie a upozorňovanie špeciálne navrhnutý pre Kubernetes a cloudové aplikácie.
Istio: Service mesh, ktorý poskytuje pokročilé sieťové, bezpečnostné a pozorovacie funkcie pre aplikácie v Kubernetes.
Kubernetes Operators: Rozšírenia, ktoré zlepšujú automatizáciu a správu aplikácií v systéme Kubernetes.
Kubernetes sa vďaka svojej flexibilite, škálovateľnosti a spoľahlivosti stal de facto štandardom pre orchestráciu kontajnerov. Najdôležitejšie výhody systému Kubernetes sú:
Nezávislosť na platforme: Kubernetes možno spustiť u rôznych poskytovateľov cloudových služieb, vo vlastnom dátovom centre alebo dokonca na notebooku vývojára.
Škálovateľnosť: Kubernetes podporuje automatické škálovanie aplikácií na základe spotreby zdrojov alebo iných metrík.
Samoregenerácia: Kubernetes dokáže automaticky odhaliť a nahradiť chybné kontajnery, aby zabezpečil vysokú dostupnosť aplikácií.
Mikroslužby: Kubernetes je ideálny na správu architektúr mikroslužieb, pretože podporuje oddelenie aplikácií a ich rýchly vývoj a nasadenie.
Kubernetes organizuje infraštruktúru do logických jednotiek nazývaných klastre. Klaster sa skladá z jedného alebo viacerých uzlov, ktoré predstavujú fyzické alebo virtuálne stroje, na ktorých bežia kontajnery.
Hlavnými zložkami architektúry Kubernetes sú:
Riadiaca rovina: Riadiaca rovina systému Kubernetes pozostáva zo súboru procesov, ktoré sú zodpovedné za správu celého klastra. Patrí medzi ne server API, databáza etcd, správca kontrolérov a plánovač.
Uzly: Každý uzol je fyzický alebo virtuálny stroj, ktorý poskytuje prostredie pre beh kontajnerov. Na každom uzle je spustená služba Kubelet a bežiaci kontajner (napr. Docker) na správu a spúšťanie kontajnerov.
Pody: Kubernetes organizuje kontajnery do podov. Pod môže obsahovať jeden alebo viac úzko prepojených kontajnerov, ktoré zdieľajú zdroje a sieťové prostredie. Pody sú najmenšou a najjednoduchšou jednotkou v architektúre Kubernetes.
Služby: Služby sú abstrakčnou vrstvou nad podmi, ktorá poskytuje robustný sieťový prístup k aplikáciám bežiacim v podoch. Zabezpečujú vyrovnávanie záťaže, vyhľadávanie služieb a podporujú rôzne režimy prístupu, ako napríklad Cluster-IP, NodePort a LoadBalancer.
Kubernetes možno použiť v rôznych scenároch vrátane:
Vývoj a testovanie : Kubernetes umožňuje vývojárom vytvoriť lokálne vývojové prostredie, ktoré sa podobá produkčnému prostrediu, čo uľahčuje riešenie problémov a testovanie.
Kontinuálna integrácia/kontinuálne nasadenie (CI/CD): Kubernetes možno bez problémov integrovať do potrubí CI/CD a umožniť tak automatizované nasadzovanie, škálovanie a správu aplikácií.
Hybridné a multicloudové infraštruktúry: Kubernetes umožňuje organizáciám spravovať svoje aplikácie u rôznych poskytovateľov cloudových služieb a v lokálnych infraštruktúrach, čím sa zvyšuje flexibilita a odolnosť infraštruktúry.
Edge computing: Kubernetes sa dá použiť aj v scenároch edge computingu na poskytovanie aplikácií bližšie ku koncovým používateľom alebo zariadeniam a na zníženie latencie.
Ekosystém Kubernetes zahŕňa množstvo nástrojov, rozšírení a integrácií, ktoré uľahčujú a zdokonaľujú prácu s Kubernetes. Niektoré príklady sú:
Helm: správca balíkov pre Kubernetes, ktorý zjednodušuje nasadzovanie a správu aplikácií v Kubernetes.
Prometheus: nástroj na monitorovanie a upozorňovanie špeciálne navrhnutý pre Kubernetes a cloudové aplikácie.
Istio: Service mesh, ktorý poskytuje pokročilé sieťové, bezpečnostné a pozorovacie funkcie pre aplikácie v Kubernetes.
Kubernetes Operators: Rozšírenia, ktoré zlepšujú automatizáciu a správu aplikácií v systéme Kubernetes.
Kubernetes sa etabloval ako popredná platforma pre orchestráciu kontajnerov a ponúka širokú škálu funkcií a výhod, ktoré spôsobili revolúciu vo vývoji, nasadzovaní a škálovaní aplikácií v cloude aj mimo neho. Vďaka rastúcemu ekosystému a širokej priemyselnej podpore je Kubernetes kľúčovým stavebným prvkom moderných IT infraštruktúr, ktoré sú odolné voči budúcnosti. Tento úvod by vám mal poskytnúť prvý prehľad o systéme Kubernetes a možnostiach jeho využitia. Na optimálne využitie Kubernetes vo vašej spoločnosti sa odporúča hlbšie preniknúť do tejto problematiky a v prípade potreby prizvať odborníkov na plánovanie, implementáciu a správu infraštruktúr Kubernetes. Získaním zručností a vedomostí o technológii Kubernetes môže vaša organizácia využívať mnohé výhody, ktoré táto technológia ponúka, a získať konkurenčnú výhodu v digitálnom prostredí.